30.Жесткость валов

Расчет вала на жесткость

Расчет вала на жесткость производится в тех случаях, когда деформации вала могут влиять на работу узла. При расчете на жесткость определяется прогиб вала и угол его закручивания. Стрела прогиба вала определяется по формулам сопротивления материалов (см. табл. 160). В каждой отрасли машиностроения имеются свои нормы на допускаемый прогиб вала. Наиболее употребительным является следующее соотношение:

[f] = 0,003L

где L — расстояние между опорами.

В станкостроении, где требуется большая жесткость валов, принимают: [f] = (0,0001 ? 0,0005)L

Для валов, на которых сидят зубчатые колеса, принимают:  [f] = (0,01 ? 0,03)m, где m — модуль зубчатого колеса.

Угол закручивания вала определяется по формуле

? = (M_крL / Gl_р)(180°/?) градусов

Угол закручивания может приниматься до 2° на 1 пог. м длины вала.

31.Конструкция и расчет сварного соединения стыковым швом

Наличие вышеуказанных дефектов и зоны влияния, остаточ­ные напряжения и возможное изменение геометрической формы (рис. 4.1, г) обусловливают концентрацию напряжений при на­гружении и вызывают снижение циклической прочности сварного соединения, оцениваемое эффективным коэффициентом концен­трации напряжений

где — предел выносливости образца 

без концентрации на­пряжений, площадь поперечного сечения которого совпадает с площадью поперечного сечения сварной детали; σ__№ — предел выносливости сварной детали натурных размеров.

Стыковые швы являются наиболее рациональными, при­ближающие по форме и прочности составные детали к целому изделию. Они образуются при полной проварке стыка торцов соединяемых деталей с помощью дуговой (рис. 4.2, а - д) или контактной (рис. 4.2,е)электросварки

Рис. 4.2. Сварные соединения стыковыми швами

Полный и бездефектный провар стыка обеспечивает рав- нопрочность сварного шва и соединяемых деталей (основного металла) при статическом нагружении. Для этого кромки дета­лей, соединяемых дуговой сваркой, механически обрабатывают (разделывают): при малой толщине 5<1мм выполняют от- бортовку (см. рис. 4.2, а); при 5 = 1...6 мм — без скоса кромок (см. рис. 4.2, б); при 5>4мм — со скосом различной формы (см. рис. 4.2, в, г); кромку детали таврового соединения с пол­ным проваром также разделывают со скосом (см. рис. 4.2, ό). Горцы деталей под стыковую электроконтактную сварку выпол­няют плоскими (см. рис. 4.2, е).

Стыковые сварные соединения (рис. 4.3) при статическом нагружении преимущественно разрушаются по шву или по зоне юрмического влияния, которая снижает как статическую, так и циклическую прочность соединения.

Расчет сварных стыковых швов на статическую прочность проводят по эквивалентным напряжениям σ _£ в опасном сече­нии, испытывающем сложное напряженное состояние.

Схема нагружения сварного соединения со стыковым швом: /· — центральная растягивающая сила; Л/— изгибающий момент; Τ— крутящий момент

Для определения о_£ обычно используют четвертую теорию прочности:

 

 

где σ_ρ = 4F/[n(D² -d²)\ — нормальные напряжения растяжения (или сжатия);